Главная » Архив » №2 2015 » Фитотроны: семена из инкубатора

Фитотроны: семена из инкубатора

Специалисты утверждают: использование безвирусного семенного материала – это гарантия повышения урожайности и сроков хранения картофеля в два раза.
Одной из прогрессивных и приобретающих все большую популярность технологий по получению безвирусного семенного материала является система ускоренного семеноводства, предполагающая получение миниклубней в контролируемой среде – фитотронах.
Что такое фитотроны, какими они бывают и кому выгодно их использовать, попытаемся разобраться в этой статье.

Определимся с термин ологией

Фитотрон
– камера (или комплекс камер) для выращивания растений в регулируемых искусственных условиях.
Простейший фитотрон (или вегетационный шкаф) представляет собой небольшую камеру (около 1 м3), в которой уход и наблюдение за растениями осуществляются через специальный люк в боковой стене. Более масштабный тип фитотрона – вегетационная камера – небольшая комната (обычно около 5 м3), оборудованная стеллажами, в которую может входить человек (для ухода за растениями). Наиболее совершенный фитотрон – это станция искусственного климата, целый комплекс стационарных камер, размещенных в отдельном здании и позволяющих имитировать различные климаты.
В современных фитотронах поддерживается определенная температура воздуха и почвы, относительная влажность воздуха и интенсивность освещения. Источниками света являются мощные лампы накаливания, ксеноновые, ртутные и люминесцентные лампы.

Фитотроны нельзя назвать открытием наших дней. Первая камера для выращивания растений, в которой поддерживались постоянные температурные и световые условия, была создана в 1949 в Калифорнии (США) Ф.В. Вентом. В этот же период фитотрон появился и в СССР, в институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева.
Позднее его аналог был сооружен при биологическом факультете МГУ. С 1969 года фитотрон действует при Сибирском институте биохимии и физиологии растений.

Сегодня фитотроны применяют во всем мире, с помощью данного оборудования решаются самые разные задачи.

В России преимущества «растительных инкубаторов» используют многие крупные семеноводческие компании. Несмотря на общий принцип работы, каждое предприятие разрабатывает свою модель фитотрона, соответствующую своим возможностям и целям.

Надежда Серегина, ведущий специалист по картофелю Агрофирмы «СеДеК», Москва:

- Мы уже несколько лет занимаемся производством оздоровленного картофеля на безвирусной основе: в течение пяти лет семенной карто­фель проходит этапы размножения от пробирочных растений до элиты. Мы закупаем растения in vitro в феврале-марте и подращиваем их в собственном фитотроне до высадки в теплицу. Результатами очень до­вольны.

В 2014 году в специально подготовленные теплицы общей площа­дью 2 400 кв.м было высажено 25 000 пробирочных растений из фито­трона и получено свыше 300 000 миниклубней. Стоит отметить, что еще в 2009 году в две теплицы было высажено всего 4 058 растений.








Фитотроны для профессионалов Фарид Измайлов, генеральный директор ООО «Алчак», Казань:

- При проектировании фито­тронов мы исходили из необхо­димости производства в нашей лаборатории порядка 100 000 пробирочных растений за сезон. Площадь помещения, выделен­ного под фитотроны, была огра­ничена 86 кв.м. Для оптимизации размещения оборудования в этом помещении мы выбрали блочную конструкцию фитотронов. Раз­мер одного фитотрона составил 130х61см при высоте 250см. Та­кая конструкция позволила раз­местить на выделенной площади 25 фитотронов, на каждом из ко­торых можно выращивать в зави­симости от требуемой освещенно­сти от 3200 до 4600 пробирочных растений. Таким образом, макси­мальное количество пробирочных растений, которое можно произ­вести в нашей лаборатории, со­ставляет 160 000 шт.

К преимуще­ствам наших фитотронов следует отнести:

  • простоту изготовления;
  • относительно невысокую стои­мость;
  • легкость в обслуживании;
  • малое энергопотребление; 
  • возможность регулировки освещения для разных сортов в пределах одного фитотрона.

Среди недостатков я бы выде­лил два:

  • потребность в системе кли­мат-контроля в пределах всего помещения в течение всего вегетационного периода;
  • необходимость регулярно пере­ворачивать штативы с растения­ми в процессе их роста.
Для работы с нашими фито­тронами нужен один инженер- электрик, обслуживающий си­стему климат-контроля, и штат сотрудников с биологическим об­разованием.

Наталья Лаврентьева, заместитель генерального директора ООО «Богородицкий альянс», Тульская область:

- При посещении селекционных компаний Германии и Нидерландов, оригинаторов со­ртов картофеля, выращиваемых в нашем хозяйстве, мне удалось наблюдать в тщательно герметизированных лабораториях фитотрона за процессом омолаживания картофеля. По классической технологии, с молодой верхушечной ткани растения, только что проросшей на клубне, отрезают крохотный кусочек, буквально несколько клеток, и помещают их на пита­тельный раствор в стерильную колбу. Там ткань продолжает расти и развиваться на раство­ре, постепенно превращаясь в цельное растение. В Европе фитотроны - весьма сложные многокамерные технические сооружения. Комплекс помещений (в каждом из которых мож­но изменять все факторы климата: температуру, влажность и состав воздуха) соединяется системой коридоров с предусмотренной технологией стерилизации воздуха.

Андрей Хохлов, директор Пензенского центра биологического контроля:

- На сегодняшний день у нас в центре действуют пробные об­разцы фитотронов, где мы рабо­таем с пробирочными растениями. Этот опыт будет использован при создании селекционно-семено­водческого центра и лаборатории микроклонального размножения, на базе которых мы планируем ве­сти массовое производство без­вирусного семенного материала. В регионе уже идет строительство завода, в котором под фитотрон будет отведено 1,5 тыс. кв. м.

Выращивание миниклубней будет проходить при помощи мо­дульного аэропонного оборудова­ния: без воды (питательная среда распыляется аэрозольно), без земли, на «воздушной подушке». Ставка будет делаться на пер­спективные отечественные сорта (в сотрудничестве с Пензенским НИИСХ). Выращивание семенно­го материала зарубежных сортов, входящих в Госреестр, также бу­дет возможно, но только по запро­су покупателя.

Потребность в миниклубнях на сегодняшний день на российском рынке огромна: люди готовы еже­годно покупать до 30 млн шт.

КОМУ ВЫГОДНО?

Впрочем, интерес к фитотро­нам проявляют не только семено­водческие центры, но и крупные агрохолдинги, желающие раз и навсегда решить для себя про­блему с семенами, а может быть, даже и выйти на пока относитель­но просторный рынок семенного картофеля.

Наталья Лаврентьева, заместитель генерального директора ООО «Богородицкий альянс», Тульская область:

- Создание фитотронов и меристемных лабораторий на базе хо­зяйств требует от сельхозпроизводителей серьезных капиталовложе­ний и поиска инвесторов. Безусловно, сооружение подобных мощных инженерно-биологических устройств целесообразнее для семеновод­ческих хозяйств и НИИ, чем для фермеров, специализирующихся на выращивании только столового картофеля или так называемого «<бор- щевого набора». На наш взгляд, это экономически выгодно для крупных фермерских хозяйств и агрохолдингов со сформовавшимся, надежным и обширным рынком сбыта. В конечном итоге, при наличии квалифи­цированных и ответственных специалистов и хорошего оборудования, проект оправдает себя. Научные эксперименты по искусственному вос­произведению в фитотронах агроклиматических показателей, анало­гичных условиям среды для будущего выращивания (например, засуш­ливых зон юга России или холодных районов Урала и Сибири), помогут теоретикам-биологам и практикам-агрономам детально изучить: в каких условиях сельскохозяйственные культуры лучше взаимодействует с во­дой, солнечным светом, ветром и вредителями. В обозримом будущем перед нами стоит задача создания собственной меристемной лаборато­рии для выращивания безвирусного семенного материала картофеля.

Насколько эффективным мо­жет стать для них подобный про­ект?

Андрей Пикулев, заместитель генерального директора ООО «Алчак», Казань:

- Производство исходного ма­териала, репродуцирование ис­ходного материала до уровня элиты, производство продоволь­ственного картофеля - это три совершенно разных вида деятель­ности, которые нецелесообразно объединять в рамках одного, даже очень крупного, агрохозяйства.

Просто приобретение фитотро­на не решает всех проблем. Ну­жен штат специалистов-биологов, нужна лаборатория ИФА или ПЦР, позволяющая оперативно кон­тролировать растения в процессе всего производства, так как даже в пробирочном материале, приоб­ретаемом у весьма авторитетных производителей, с прекрасными результатами ПЦР анализов, че­рез некоторое время появляются вирусы. Нужны специалисты, ре­гулярно обновляющие коллекцию исходного материала, использу­ющие клубни высоких репродук­ций для введения их в культуру меристемы. И это еще не полный перечень всех задач, решаемых при производстве исходного ма­териала.

Какой смысл для крупного агрохозяйства, занимающегося производством продовольствен­ного картофеля, брать на себя эту головную боль?

Для снижения затрат на се­мена достаточно организовать в рамках совместной деятельности
кооперацию производителя про­бирочного материала и тепличных миниклубней (ТМК) с хозяйствами, готовыми репродуцировать их до элиты. При такой схеме каждый участник занимается своим делом и получает наибольший экономи­ческий эффект от сотрудничества. Именно по такой схеме мы строим работу со своими партнерами.

«КОСМИЧЕСКИЕ» ФИТОТРОНЫ

С другой стороны, для хозяйств, планирующих выращивать мини- клубни «для себя», не всегда ну­жен масштаб семеноводческого центра. Подходящим решением в этом случае может стать техноло­гия «Астроклубень» или «космиче­ские» фитотроны, разработанные американским профессором Рей­ном Була. (Картофелем ученый стал заниматься после выхода на пенсию, до этого он разрабатывал программу для выращивания ово­щей в космосе для НАСА. Отсюда и название.)

В рабочий комплекс входит 10 фитотронов (очень компактных), один из которых используется для выращивания материнских рас­тений, остальные - для производ­ства миниклубней. Для запуска процесса потребуется всего 150­200 растений in vitro.

Главным преимуществом такой технологии производители назы­вают простоту управления: вы­ращивание миниклубней на про­тяжении всего производственного цикла ведется под контролем ком­пьютера.

За год выполняется шесть про­изводственных циклов. Первые миниклубни с нулевым уровнем патогенов можно получить уже спустя 50-55 дней после посадки черенков. А за четыре года без лишних усилий можно получить су­пер-суперэлиту с низкой себестои­мостью.

Так ли это?

Евгений Латкин,руководитель ООО «Латкин», Нижегородская область:

- Фитотроны у нас появились в 2011 году. Можно сказать, что в России мы закупили это обору­дование одними из первых. Какие плюсы я вижу у данной техноло­гии?

Самое главное: фитотроны работают круглый год, и каждую неделю осенью, зимой, весной и летом мы «копаем» картошку. Полный цикл производства се­менного материала - до элиты - занимает пять лет, это на два года меньше, чем по традиционной технологии.

При этом наша «лаборатория» по производству семенного мате­риала достаточно компактна: 10 фитотронов, размер каждого при­бора - всего 1,5*2,5 м. В ней легко соблюдать необходимые условия для выращивании семян. В отличие от больших фитотронов-комнат, куда заходят люди и потенциально можно принести инфекцию на обу­ви и пр., здесь в камеру проникают только руки одного специалиста.

Если говорить о сложностях... Нам пришлось найти человека, который полностью взял на себя все заботы о фитотронах. Опыт производства семян у него уже был, работе с фитотронами по­могли обучить представители компании-производителя обору­дования. Они приезжали к нам дважды в год (на посадку мини- клубней в землю и на уборку), координировали нашу деятель­ность, давали советы. Это помог­ло наладить систему, хотя нам пришлось вносить свои коррек­тировки - с поправкой на россий­скую действительность.

Например, в первый год посад ки выдалась очень дождливая осень и мы получили кар тофель более круп ной фракции, чем предполагалось (10-12 см в диаме тре). Американские специалисты ска зали, что весной этот картофель нужно будет обяза тельно резать пе ред посадкой. Мы на этот шаг пойти не могли. Видимо в США земля ме нее заражена виру сами.

Вообще, этапы, связанные с выращиванием ма­териала в поле, самые проблем­ные. Арзамасский район, в кото­ром расположено наше хозяйство, традиционно считается «карто­фельным», у нас по соседству расположено множество агрохо- зяйств и частных посадок. Поэто­му под семена мы нашли участки в других районах области, макси­мально удаленные от полей и ого­родов. Ездить далеко, неудобно, но другого выхода нет.

Посадки постоянно требуют внимания, мы еженедельно про­водим обработку маслом против тли, иначе детку не спасешь. Так и выращиваем семенной карто­фель, как младенца: считаем ме­сяцы, потом годы. И ухаживаем, как за младенцем.

К сожалению, процесс полу­чения материала полевых репро­дукций идет медленно: в нашем климате возможен только один урожай за сезон.

Делать финальные выводы о результативности технологии я пока не берусь. Вот запустим мас­совую репродукцию, тогда можно будет говорить: оправдались - не оправдались надежды. На данный момент разочарования у меня нет.

Антон Мингазов, заместитель руководителя ООО "Аксентис", Нижегородская область:

- В нашем хозяйстве фитотроны работают всего около полугода, с декабря 2014 года, об эффектив­ности говорить пока рано. С другой стороны, этого времени вполне до­статочно, чтобы понять, что вокруг этой технологии существует много мифов. При всех плюсах, которые ей, безусловно, присущи, не нужно надеяться, что вы вложите деньги и больше не будете задумываться о семенах. Вы можете купить обо­рудование, потратив миллионы, и не получить результата.

Какие выводы сделали мы за месяцы эксплуатации? Во-первых, с фитотронами должен работать специалист (найти такого челове­ка и обеспечить ему достойные условия для жизни в хозяйстве - отдельная сложная задача). Во- вторых, для оборудования не­обходимо помещение с соответствующими условиями (в гараже - условно - их не установишь).

При этом я считаю данную тех­нологию прогрессивной, это дей­ствительно шаг вперед - по срав­нению с традиционной схемой выращивания семенного карто­феля. Фитотроны позволяют вы­играть время, но они не избавляют от проблем, которые начинаются сразу после высадки семенного материала в поле.

Еще один важный момент: ры­нок миниклубней сегодня активно развивается, в том числе, за счет дешевой китайской продукции. Нужно понимать, какова будет се­бестоимость продукции, как она бу­дет соотноситься со средней ценой на рынке и, главное, не рассчиты­вать, что фитотроны раз и навсегда решат все проблемы российского семеноводства. Это не панацея.

Технологию производства семян с использованием фитотронов нельзя назвать революционной, она далеко не универсальна, тре­бует существенных финансовых вложений, специальных знаний и навыков. И в то же время для многих российских компаний - при грамотном использовании - она может решить проблему с семе­нами. Это один из путей для развития, хотя, безусловно, не един­ственный.

№1 2017
№1 2017